27. Назначение передающей и приемной антенны. Принцип обратимости.

Антенна  устройство для излучения или улавливания электромагнитных волн.

Передающая антенна преобразует энергию связанных радиоволн в энергию свободных электромагнитных волн, излучаемых в определённом направлении.

Приемная антенна преобразует энергию свободных электромагнитных волн, прихо­дящих с определенного направления, в энергию радиосигнала в форме связанных электромагнитных волн.

В силу обратимости процессов, происходящих в антенных системах, принципиально возможно ис­пользование одной и той же антенны в качестве передающей или приёмной с сохранением при этом основных характеристик антенны неизменными.

(Передатчик УКВ создаёт колебания УВЧ, излучаемые антенной в направлении цели. При отражении от поверхнсти цели происходит рассеивание энергии сигнала, и лишь незначительная часть энергии возвращается к антенне и от неё к приёмнику. К входу приёмного устройства подключается индикатор, воспроизводящий принятый сигнал. С помощью индикатора производится наблюдение за приходящими сигналами и отсчёт координат объектов.)

28. Основные параметры и характеристики передающих и приемных антенн. Принцип формирования диаграммы направленности симметричного вибратора, его основные характеристики и применение.

1. Сопротивление излучения выражается формулой

, где P_изл  мощность излучения антенны, I_д  действующее значение тока в антенне.

2. Сопротивление потерь R_п. Всегда имеется некоторая мощность потерь P_п, которая расходуется на нагрев проводников, теряется в изоляторах, в земле и предметах вблизи антенны. Этой мощности соответствует активное сопро­тивление потерь

.

3. К. п. д. антенны _а  отношение мощности излучения к мощности, подводимой к антенне,

.

4. Характеристика направленности антенны  зависимость напряжен­ности поля излучения антенны от направления при условии, что измерение этого поля производится на одинаковом от антенны расстоянии.

5. Ширина диаграммы направленности  угловой сектор, охватывающий часть главного лепестка диаграммы, в пределах которого напряжённость поля меняется от максимума до величины, равной 1/2  0,707 от максимального значения. Это соответствует изменению сигнала по мощности от максимума до значения (1/2)² = 0,5 от максимального (т. е. на 3 дБ). Иногда ширина диаграммы отсчитывается от нулевого уровня, иногда по уровню 0,1 от максимального.

6. Коэффициент направленного действия (КНД, D) определяется отношением

,

где  плотность пото­ка мощности, излучаемого антенной в определённом направлении,  плотность потока мощности излучаемого изотропной антенной при условии, что полная мощность излучения антенн одинакова и измерения производятся на одинаковом расстоянии от них.

7. Коэффициент усиления антенны G определяется как G = D_a т. е. характеризует не только направленные свойства антенны, но и её к.п.д. Выражение определяет напряженность поля на расстоянии r от антенны с учетом потерь мощности в ней. Можно представить амплитуду напряжённости электрического поля волны в точке приёма как

.

8. Действующая высота (длина) антенны h_д совпадает с длиной диполя Герца, который при равных токах питания создаёт в направлении максимального излучения поле такой же нап­ряжённости, что и характеризуемая антенна. Вследствие неравномерности распределения тока для реальных вибраторов h_д меньше их геометрической длины l.

9. Диапазонные свойства антенн. Оцениваются диапазоном рабочих частот (полосой пропускания), в пределах которого любой радиотехнический параметр ан­тенны изменяется в заданных пределах.

10. Эффективная шумовая температура антенны T_A. Это температура, до которой нужно нагреть сопротивление излучения антенны, чтобы оно выделяло мощность, равную мощности шумов характеризуемой антенны. Шумовая температура повышается вследствие тепловых потерь в антенне и за счёт шумов, улавливаемых боковыми и задним лепестками диаграммы направленности.